(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Átírás

1 !HU T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E (22) A bejelentés napja: (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP A (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP B (1) Int. Cl.: F04D 29/22 ( ) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO PCT/EP 06/ (30) Elsõbbségi adatok: DE (72) (73) Feltaláló és szabadalmas: Akbayir, Zeki, Beerfelden (DE) (74) Képviselõ: dr. Antalffy-Zsiros András, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest (4) Forgórész hidraulikus géphez, valamint hidraulikus gép HU T2 A leírás terjedelme 12 oldal (ezen belül 4 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 199. évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.

2 1 HU T2 2 A találmány tárgya egy az 1. igénypont tárgyi köre szerinti forgórész egy hidraulikus géphez, valamint egy a 11. igénypont tárgyi köre szerinti hidraulikus gép. A hidraulikus gépek azáltal tûnnek ki, hogy gáznemû vagy folyékony közegben nyomáskülönbséget hoznak létre, vagy a nyomáskülönbség révén ilyen jellegû közeg meghajtja õket. Ehhez az ilyen jellegû hidraulikus gépeknek általában a gáznemû vagy folyékony közegben egy állórészhez képest forgathatóan ágyazott forgórésze van, és alakja vagy elrendezése révén nyomáskülönbséget hoz létre, vagy a közegben lévõ nyomáskülönbség a forgórészt forgó mozgásra készteti. Ilyen jellegû hidraulikus gépekhez tartoznak elsõsorban a legtöbb szivattyútípusok, kompresszorok, turbógépek, turbinák vagy szélenergia átalakítók, amelyeknek a legkülönbözõbb módokon kialakított forgórészük van és legtöbbször egy állórészként kialakított házban forgathatóan vannak ágyazva. A DD A számú szabadalmi dokumentumból szivattyúként kialakított hidraulikus gép ismert, amelynek egy szivattyúházban excentrikusan ágyazott hengeres vagy kúp alakú forgórésze van. Ez a forgórész hajtómûvel áll összeköttetésben, és forgása során egy sarló alakú, körbeforgó szivattyúkamrát hoz létre, amely folyadékként elõnyösen olajat továbbít egy beömlõnyílástól egy kiömlõnyílás felé. Ez a hidrodinamikus elven mûködõ szivattyú a sarló alakú körbeforgó házon belüli forgása során egy olajéket hoz létre, amely nyomásnövekedést idéz elõ a szivattyúkamrában, és így szállítja az olajat a beömlõnyílástól a kiömlõnyílás felé. Ennél a megoldásnál a forgórész viszonylag sík, kerek külsõ palástfelületû, amely kizárólag excentrikus forgáspályája révén hoz létre nyomásnövekedést a folyadékban. Egy ilyen jellegû excentrikusan körbeforgó forgórész egy hengeres házban azonban strukturálatlan palástfelülete következtében a szivattyúkamrában lévõ gáznemû közegek esetében nemigen alkalmazható. A DE A1 számú szabadalmi dokumentumból olyan szélenergia átalakító forgórész ismert, amelynek segítségével a szélenergiát villamos energiává alakítják át. Ennél a megoldásnál a forgórészek egy, egy állórészben ágyazott tengelybõl állnak, amelyen egymáshoz képest egyenletesen elosztottan kifelé kinyúló forgórészlapátok vannak elrendezve. A forgórészlapátok egy repülõgép hordfelületének szimmetrikus szárnyaihoz hasonlóan vannak kialakítva, amelyek áramlási irányban hengeres palástfelületûek, és ezáltal olyan domború öblösödése van, amely hátrafelé hegyesszögben fut össze. A forgórészlapátokat ennél a megoldásnál szélirányban úgy igazítják ki, hogy az elhaladó levegõ gáznemû közegként a Bernoulli-egyenletnek megfelelõen nyomáskülönbséget hozzon létre, amelynek révén az állórészben ágyazott forgórészt forgómozgásra készteti. Mivel egy ilyen jellegû lapát hegyesszögben összefutó élénél zavaró örvényképzõdést okoz, a szárnyprofilon a szélirányra keresztben bemélyedések vannak kiképezve. Ezáltal a felsõ oldalon kisebb nyomás lép fel, mint az alsó oldalon, amely járulékos felhajtóerõt jelent, miáltal az örvényképzõdés csökken és az energiaátalakítás nagyobb hatásfokkal hajtható végre. Egy ilyen jellegû forgórész azonban kizárólag levegõben vagy más gáznemû közegben alkalmazható, és hosszú forgórészlapátjai és az emiatt szükséges házátmérõ miatt folyékony közegekkel aligha használható. A DE A1 számú szabadalmi dokumentumból, amely a találmányunkhoz legközelebb esõ technika állását jelenti, egy olyan turbógép-forgórész ismert, amelynél egy ágyazott tengelyen legalább egy tartótárcsa van felszerelve, amelynek külsõ hengeres palástfelületén kinyúló rövid lapátok vannak elrendezve, amelyek egy gáznemû közegben forognak. Ez a forgórész egy állórész házban van elrendezve, és a tengelyen keresztül nagy fordulatszámmal hajtják meg. Ennek során a gáznemû közeget egy beömlõnyílástól nagy sûrítési hatásfokkal egy kiömlõnyílás felé nyomják. Egy ilyen jellegû turbógép forgórész mindenesetre folyadék közegek számára általában nem alkalmas, mert a folyadék nem összenyomható, és ezért a vékony lapátok könnyen sérülhetnek. A DE A1 számú szabadalmi leírásból olyan, belsõ fogazású forgórészt tartalmazó forgórészes szivattyú ismert, amelynek egy rendkívül robusztus kialakítású, belsõ fogazású forgórésze van. Ennél a szivattyúnál a szivattyú olyan házból áll, amelyben egy forgatható excentergyûrû van elrendezve, amelyben egy külsõ és egy belsõ járókerék van forgathatóan ágyazva. A belsõ járókerék egy belsõ forgórészt alkot, külsõ palástfelületén elrendezett fogakkal, amely egy külsõ forgórészben van forgathatóan elrendezve. A külsõ forgórész belsõ palástfelületével veszi körül a belsõ forgórészt, ahol belsõ palástfelületén ugyancsak befelé nézõ fogak vannak elrendezve. Ebben az esetben mind a belsõ, mind a külsõ fogak a palástfelület teljes hosszában elnyúlnak és lényegében egy-egy domború szimmetrikus kiemelkedésbõl állnak, ahol a belsõ forgórész külsõ palástfelületén hat domború kiemelkedés, míg a külsõ forgórész belsõ palástfelületén hét domború kiemelkedés van kialakítva. A külsõ forgórész belsõ tere egy-egy beömlõnyílással és kiömlõnyílással áll kapcsolatban, amelyek egymással szemben helyezkednek el. A belsõ forgórész forgása következtében az excentergyûrûben a külsõ forgórész is forogni kezd, miáltal a belsõ és külsõ forgórészek fogai között egy sor változó térfogatú kamra jön létre. Ezáltal a kamrákban található fluidum beszívódik a növekvõ térfogatú kamrákba, majd kinyomódik a csökkenõ térfogatú kamrákból. Fluidumként olyan hidraulikus folyadékot használnak, amelyet az így keletkezõ nyomáskülönbségek a beömlõnyílástól a kiömlõnyílás felé nyomnak. Mivel egy ilyen jellegû forgórész legalább két, egymáshoz képest koaxiálisan elrendezett, fogazott részbõl áll, amelyeknek eltérõ számú fogakkal kell rendelkezniük és csak a legpontosabb kialakítás esetén tudnak egymással illesztetten kapcsolódni, egy ilyen jellegû forgórész elrendezés elõállítását tekintve rendkívül bonyolult, és egy sor súrlódó alkatrészt tartalmaz, amelyek koptató hatásnak vannak kitéve. A találmány által megoldandó feladat így egy olyan univerzálisan alkalmazható forgórész létrehozása leg- 2

3 1 HU T2 2 különbözõbb felépítésû hidraulikus gépekhez, amely robusztus, csaknem karbantartásmentes és azon túlmenõen egyszerûen gyártható. Ezt a feladatot az 1. és 11. igénypontban megadott találmánnyal oldottunk meg, a találmány továbbfejlesztéseit és elõnyös kiviteli alakjait az aligénypontokban adtuk meg. A találmánynak az az elõnye, hogy a forgórész egyik palástfelületének szárnyprofilja révén a Bernoullihatás alapján a forgórész mozgása következtében egy vagy gáznemû, vagy folyékony közeg áramlása következtében a szárnyprofil fölött depressziós hatás lép fel úgy, hogy egy ilyen jellegû forgórész mind folyadék, mind gáznemû közegek hidraulikus gépeiben alkalmazható. Mivel a nyomóhatás vagy szívóhatás nem körbeforgó tömítõkamrák kialakulása révén jön létre, ezért ezzel elõnyösen szilárd részecskéket is tartalmazó közeget is továbbíthatunk úgy, hogy az ilyen jellegû forgórészek ömlesztett anyagok vagy diszperziók folyamatos szállítására, továbbítására is jól alkalmazhatók. A találmánynak egyidejûleg elõnye, hogy az áramlás szempontjából kedvezõ szárnyprofil révén a használt közegben csupán csekély örvényképzõdés lép fel, és az ágyazáson kívül az állórésszel vagy más forgórész részekkel nem jön létre érintkezés úgy, hogy azok a hidraulikus gépek, amelyek ilyen jellegû forgórésszel vannak ellátva, különösen csendesen mûködhetnek, és áramlási vagy súrlódási veszteség is alig lép fel. Mivel a találmány szerinti forgórész belül üreges, és a nyomáskülönbséget csupán egy, egy palástfelületen lévõ lapos szárnyprofil hozza létre, ez utóbbi különösen kis súllyal gyártható, így csupán kis tömegeket kell gyorsítanunk, miáltal elõnyös módon összességében a csekély súrlódással és a csekély áramlási turbulenciákkal összhangban nagy hatásfokú hidraulikus gépet valósíthatunk meg. A csupán csekély forgórésztömeg és a messzemenõen szimmetrikus kialakítás, valamint központos forgás révén csekély centrifugális erõhatások lépnek fel úgy, hogy egy ilyen jellegû forgórész elõnyösen nagy fordulatszámokon használható. Ezáltal nagy áramlási sebesség mellett nagy nyomáskülönbségek hozhatók létre, miáltal elõnyös módon egyidejûleg a használt gáznemû vagy folyékony közeg, vagy az abban található szilárd anyagok szállítási teljesítménye nagyra növelhetõ. Mivel egy ilyen jellegû, találmány szerinti profillal ellátott forgórész palást esetén a létrehozható nyomáskülönbség csaknem egyenesen arányos a fordulatszámmal, azonosan hagyott forgórész-fordulatszám esetén elõnyösen alig léphet fel nyomás- vagy térfogatingadozás. A palástfelületen lévõ szárnyprofil révén hajtott forgórész esetében mindig olyan nyomáskülönbség lép fel, amely független a közeget körülvevõ környezeti nyomástól, így ezzel elõnyös módon nagy sûrûségû gáznemû közegek is szállíthatók, vagy folyadékokat statikus nyomás esetén nagy mélységbõl is felszínre szivattyúzhatunk. A találmány szerinti forgórész, valamint egy azzal ellátott hidraulikus gép nem csupán meghajtott módon használható szállításra vagy nyomás létrehozására, hanem egy nagynyomású közeg megfelelõ áramlású bevezetése esetén forgás létrehozására is felhasználható, hogy vízenergiából vagy szélenergiából elõnyös módon más energiát, például áramot állítsunk elõ. A találmány szerinti forgórész, valamint egy azzal ellátott hidraulikus gép többfokozatú kialakítása esetén axiális fokozatok és azonos értéken maradó átömlési mennyiség esetén elõnyösen nagyobb nyomások hozhatók létre, míg koaxiális fokozatok esetén a profilfelület megnövelése miatt azonos értéken maradó nyomáskülönbségek mellett elõnyösen nagyobb átfolyási mennyiségek szállíthatók. A találmányt a rajzon ábrázolt kiviteli alak kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra egyfokozatú szivattyú-forgórésszel ellátott szivattyú távlati nézete; a 2. ábra a szivattyú-forgórésszel ellátott szivattyú elölnézete; a 3. ábra a szivattyú-forgórésszel ellátott szivattyú felülnézete; a 4. ábra a szivattyú-forgórész járókerekének egy lamellagyûrûje; az. ábra egy járókerék-lamella elemeinek elrendezését mutatja a szivattyú-forgórészhez; a 6. ábra egy többfokozatú szivattyú-forgórésszel ellátott szivattyú metszete; és a 7. ábra egy hajtóturbina metszete. A rajz 1. ábráján hidraulikus gépként egy 1 szivattyú távlati nézete látható, amelynek szivattyú-forgórészként egyfokozatú üreges 2 forgórésze van, amely külsõ 4 palástfelületén kilenc 3 szárnyprofilelemet tartalmaz, melyek között egy hátsó 6 üreghez vezetõ átjárónyílások vannak kialakítva. A bemutatott 2 szivattyú esetében olyan kiviteli alakról van szó, amelyet folyékony közegként elõnyösen vízzel hajtunk. A 2 szivattyú lényegében egy álló 7 házból áll, amely olyan állórészt alkot, amelyben a 2 szivattyú-forgórész van elrendezve. A forgórész a 7 házban két 8 csapágyban van forgathatóan ágyazva és központi 9 tengelye van, amely egy, a rajzon nem ábrázolt hajtómotorral van összekötve. A 7 ház lényegében hengeres alakúan van kiképezve és külsõ palástfelületén a szivattyúzandó víz elvezetésére szolgáló 11 kiömlõnyílást tartalmaz. A 7 ház bal oldali homlok- vagy palástfelületén a szivattyúzandó víz 6 üregbe való bevezetésére szolgáló beömlõnyílás van kiképezve, amely egy, a rajzon nem ábrázolt bevezetõvezetékkel köthetõ össze. A beömlõnyílás a 2 forgórész 6 üregével áll összeköttetésben és azzal együtt egy 12 beömlõkamrát alkot. Így ilyen jellegû 1 szivattyúval alapjában véve bármilyen folyékony közeget, például vizet, olajat és hasonlót, továbbá szilárd részekkel keveredett mindenféle folyadékot, például diszperziókat is szállíthatunk. A rajz 2. ábráján az elõbb bemutatott 1 szivattyút elölnézetben tüntettük fel, amelyen jól látható a 2 forgórész-elrendezés és kialakítása. A 2 forgórész lényegében egy hengeres alakú 20 járókerékbõl áll, amelynek belül hengeres alakú 6 ürege van, amely a bemu- 3

4 1 HU T2 2 tatott 1 szivattyú esetén 12 beömlõkamrát képez. A 2 forgórész külsõ 4 palástfelületén egyenletesen elosztottan kilenc domború 3 kiemelkedés van elrendezve, amelyek a 2 forgórész külsõ tangenciális 4 palástfelületén egy tengelyirányban húzódó szárnyprofilt alkotnak. Mivel a 2 forgórész külsõ tangenciális 4 palástfelületén több 3 szárnyprofilelemmel rendelkezik, amelyek forgás esetén a Bernoulli-hatásnak megfelelõn olyan gáznemû közegekben is, mint amilyen a levegõ, depressziós tartományt hoznak létre, segítségükkel mindenféle gáznemû közeg, valamint ömlesztett anyaggal keveredett gáznemû közeg szállítható, sûríthetõ vagy szívható. A 3 szárnyprofil végsõ tartományában a belül fekvõ 6 üreghez vagy az 1 szivattyú 12 beömlõkamrájához átjárónyílások vannak kialakítva, amelyekben szivattyúzandó közeg, például víz található. Az 1 szivattyú axiális kialakítását részletesebben a rajz 3. ábráján felülnézetben tüntettük fel. A rajz 3. ábráján látható, hogy a 2 forgórész tengelyirányban lamellaszerûen van felépítve. Ezek a lamellák a 3 szárnyprofil miatt lapos lemezbõl, elõnyösen lézersugár segítségével vannak kivágva vagy kisajtolva. Ebben az esetben a 2 forgórész fõleg 13 lamellagyûrûkbõl, valamint a 20 járókereket alkotó 14 lamellaelemekbõl álló elrendezésbõl áll. A 13 lamellagyûrûket a rajz 4. ábráján, a 14 lamellaelemeket pedig a rajz. ábráján mutatjuk be részletesebben, amelyek tengelyirányú lamellakötegként a tangenciális 4 palástfelületekkel rendelkezõ 20 járókereket alkotják. A rajz 3. ábráján bemutatott 1 forgórész három 14 lamellaelem elrendezésbõl áll, amelyek külsõ oldalfelületein egy-egy 13 lamellagyûrû van rögzítve. A 13 lamellagyûrû elõnyösen lapos acéllemezbõl készül, amely víztartalmú folyadékok esetén korrózióvédelemmel van ellátva, vagy pedig rozsdamentes acélból készül. A 13 lamellagyûrûk, valamint a 14 lamellaelemek legtöbbször ugyanabból az anyagból állnak, amely a használt közegtõl függõen akár más fémbõl, kemény mûanyagokból, szálerõsítésû mûanyagokból vagy kerámiából is készülhet. Minden egyes 13 lamellagyûrû belül egy például 20 mm átmérõjû kör alakú 23 furattal és egy kb. 360 mm legkisebb külsõ átmérõvel rendelkezik. A 13 lamellagyûrûnek elõnyösen kilenc egyenlõ, kb. 40 ¹os szögtartománya van, amelynek külsõ tangenciális 4 palástfelületén egy-egy domború 19 kiemelkedés van elrendezve, amely 18 forgásiránnyal szemben ellapítottan, lejtõsen egy 24 kifutási tartományba megy át és 3 szárnyprofilt képez. A domború 19 kiemelkedésnek a kifutóvéggel szemben elõnyösen kb. 4 mm¹es 19 kiemelkedése van, és hozzávetõlegesen 20 mm¹es sugarú. A 18 forgásiránnyal szemben kifutó esõ 24 profiltartománynak 167 mm¹es sugarú homorú homorulata van és kb. 70 mm hosszon nyúlik el. Az esõ homorú kifutó 24 tartománnyal rendelkezõ domború 19 kiemelkedés így a 4 palástfelületen egy repülõgép szárnyprofilját utánozza. A 3 szárnyprofil egy enyhén emelkedõ 2 csúcsban végzõdik, amely szpoilerként hat és a leszakadási élen messzemenõen megakadályozza az örvénylést Az örvénylést megakadályozó 2 csúcs után a 18 forgásiránnyal szemben egy tangenciális egyenes felület következik, amelynek a legkisebb a távolsága a 26 forgástengelyhez, és ahhoz képest kb. mm hosszon tangenciálisan húzódik. Ez az egyenes felület határolja tengelyirányban az átjárónyílásokat és zár le minden egyes 3 szárnyprofilt a 2 forgórész tangenciális külsõ palástfelületén. Minden egyes 13 lamellagyûrût elõnyösen azonos jellegû 3 szárnyprofilok alkotnak, amelyek azonos szögtartományokban és a 26 forgástengelyhez képest azonos távolságban vannak elrendezve. Két külsõ 13 lamellagyûrû között a bemutatott szivattyú-forgórész megvalósításához három lamellaréteg van kilenc-kilenc 14 lamellaelembõl elrendezve, amelyeknek külsõ sugárirányú élein szintén ugyanolyan 3 szárnyprofil van kiképezve, mint amilyennel a 13 lamellagyûrûk rendelkeznek. Egy 2 forgórész 20 járókerekének a kialakításához az egyes 14 lamellaelemeket egymással fedésbe hozva és a 3 szárnyprofilra kiigazítva egy 13 lamellagyûrûvel vagy más lamella elrendezéssel kötünk össze, és ezáltal olyan axiális járókereket vagy járókerék részt képeznek, amely külsõ tangenciális 4 palástfelületén egy egyenletesen axiálisan kiigazított 3 szárnyprofilt képez. Ilyen esetben a 14 lamellaelemek tangenciálisan egymástól távközzel elválasztottan vannak elrendezve és összességükben a 13 lamellagyûrûkkel összekötve, ahol a lamellaelemek közötti távolság olyan átjárónyílást képez, amelyen keresztül a tervezett közeg a belül fekvõ hengeres 6 üregbõl az esõ 3 szárnyprofilmenti depresszió révén a Bernoulli-hatás következtében kifelé kiszívódik. Ezeknek az átjárónyílásoknak áramlástanilag kedvezõ kialakítása érdekében az egyes 14 lamellaelemek hátsó tartományukban egy domború 1 görbülettel és elülsõ tartományukban egy homorú 16 görbülettel vannak ellátva; amelyek forgás közben messzemenõen örvénymentes átáramlást tesznek lehetõvé. Ilyen esetben a domború 1 görbület a belsõ éken szintén egy homorú görbületbe megy át, amely megfelel a 13 lamellagyûrû 23 furata például 12 mm¹es sugarának. Ezáltal a 2 forgórész belül egy tengelyirányban átjárható hengeres 6 üreget képez, mint 12 beömlõkamrát. A 20 járókerék 9 hajtótengellyel való összeerõsítése érdekében elõnyösen a rajzon nem ábrázolt csillag alakú összekötõ elemeket használunk, amelyek elfordulásmentesen vannak a 9 hajtótengellyel, és elõnyösen a 13 lamellagyûrû legalább egyikével összekötve. A találmány egy másik kiviteli alakja esetében a 3 szárnyprofil a belsõ tangenciális palástfelületen is elrendezhetõ, ahol a 2 forgórésznek ilyen esetben kívül egy kör alakú 4 palástfelülete van, miáltal az átfolyási, átáramlási irány megfordul és a 20 járókerék, illetve 2 forgórész 6 üregében 21 kiömlõkamra jön létre. Az 1 szivattyú mûködtetéséhez a 2 forgórészt elõre megadott fordulatszámmal és 18 forgásiránnyal hajtjuk meg úgy, hogy a külsõ 4 palástfelületen 18 forgásirányban a domború 19 kiemelkedés után a Bernoulli-hatás miatt depresszió, illetve a környezõ gáznemû vagy fo- 4

5 1 HU T2 2 lyékony közeghez képest nyomáskülönbség keletkezzen, úgy, hogy a nagyobb nyomású 6 belsõ térbõl a közeg kiszívódjon. Ebben az esetben a nyomáskülönbség lényegében a 20 járókerék fordulatszámától, illetve kerületi sebességétõl függ. A nyomáskülönbség nagyjából lineárisan addig nõ, amíg az örvényképzõdés a leszakadási élen vagy valamilyen más örvényelemen akkorára nõ, hogy abból említésre méltó ellennyomás adódjon. Ez azonban különösen a leszakadási él egy elõnyös kialakítása és a kör alakú 12 beömlõkamrák és 21 kiömlõkamrák kialakítása révén csökkenthetõ úgy, hogy legalább 000 l/perc és azt meghaladó fordulatszámok esetén lineáris nyomásnövekedés jöjjön létre. Nagy különbségi nyomás révén egyidejûleg az idõegység alatti átfolyási mennyiség is megnövelhetõ, amelyet azonban az átjárónyílások keresztmetszetei lehatárolnak. Mindenesetre az átfolyási mennyiség, illetve az átfolyási térfogat egyszerû módon a 3 szárnyprofil felületének a növelés révén is megnövelhetõ. Nyomáskülönbség alapjában véve akár csupán egy 3 szárnyprofillal is elérhetõ a 2 forgórész, illetve a 20 járókerék kerülete mentén. Az átfolyási mennyiség megnövelésére és az áramlási viszonyok javítására mindenesetre a tangenciális külsõ 4 forgórész köpeny körül körben elõnyösen kilenc 3 szárnyprofilt rendeztünk el, ahol azonban ennél kevesebb, vagy ennél több számú profilfelület is megvalósítható. Egy ilyen jellegû, legalább egy 3 szárnyprofillal rendelkezõ forgórésznek nem kell hengeresnek lennie, hanem gömb vagy kúp alakú külsõ 4 palástfelületû is lehet, miáltal nyomáskülönbség is létrehozható. Ilyen esetben egy ilyen jellegû forgórésznek nincs szüksége lezárt 12 beömlõkamrára és 21 kiömlõkamrára, mivel már egy gáznemû vagy folyadék közegben házrész nélkül végzett forgással is olyan nyomáskülönbséget tud létrehozni, amely csupán egy elvezetõ- vagy bevezetõvezetékkel használható ki, amelyet mindössze a 12 beömlõkamra vagy 21 kiömlõkamra egyikéhez kell csatlakoztatni. Ennek során a nyomáskiegyenlítés kihasználási lehetõségét lényegében a hidraulikus gép építési módja határozza meg. Így egy zárt és egy vezetékkel összekötött beömlõkamrával rendelkezõ hidraulikus gép gáznemû közegek számára is szívógépként, például porszívóként alakítható ki. Ezzel szemben egy lezárt 21 kiömlõkamrájú 2 forgórész elõnyösen kompresszorként vagy ventilátorként szolgálhat egy gáznemû közeg számára, vagy szivattyúként folyékony közegek szállítására vagy folyékony közegek nyomáskiegyenlítésére használható. Ilyen jellegû 2 forgórész a környezõ közeg meglévõ nyomáskülönbsége esetén forgás létrehozására, valamint meglévõ víz- vagy légnyomás különbségek esetén energia elõállításra is használható. A találmány egy, a rajz 6. ábráján bemutatott különleges kiviteli alakja esetén több 20 járókerék van axiálisan egymás mellett elrendezve és különálló 21 kiömlõkamrákkal egymástól szétválasztva. A négy bemutatott 20 járókerék egy közös 9 hajtótengelyen van elrendezve, amely az állórész és házrész két 8 csapágyában van ágyazva. Mindegyik 20 járókereket egy-egy többrészes 7 ház veszi körül, amelynek három 22 közfala van, és így négy-négy 21 kiömlõkamrát alkot, amelyekben egy-egy hasonló kialakítású járókerék van forgathatóan elrendezve. Ilyen esetben mindegyik járókerék úgy van kiképezve, mint a rajz 1. ábráin bemutatott és leírt 20 járókerék, és alapjában véve kilenc, a külsõ 4 palástfelületen elrendezett 3 szárnyprofilból áll, melyek között a belsõ 6 üreghez vezetõ átjárónyílások vannak kiképezve. Az elsõ 20 járókeréknél a 7 ház külsõ tartományába vezetõ elsõ 21 beömlõnyílás kerek kivágásként van kiképezve, amely az elsõ 20 járókerék 12 beömlõkamrát alkotó 6 üregéhez biztosít összeköttetést. Ehhez az elsõ beömlõnyíláshoz vezetjük a tervezett gáznemû vagy folyékony közeget úgy, hogy az az elsõ 20 járókerék 6 üreg által alkotott elsõ 12 beömlõkamrájába jusson. Ha a 2 forgórészt elõre meghatározott fordulatszámmal hajtjuk, úgy a 3 szárnyprofilon az átjárónyílás tartományában nyomáskülönbség lép fel, miáltal a közeg kifelé, a 20 járókereket körülvevõ elsõ 21 kiömlõkamrába szívódik. Ezáltal ebben a 21 kiömlõkamrában nyomásnövekedés lép fel, amely a második 27 beömlõnyíláson át a második 28 járókerék üregében, illetve beömlõkamrájában hat. Ezáltal a forgó második 28 járókerék által ismételten nyomáskülönbséget hozunk létre úgy, hogy a közeg megnövekedett nyomáson egy második 29 kiömlõkamrába jut. Mivel a második 29 kiömlõkamrában is megtalálható a harmadik járókerékhez vezetõ beömlõnyílás, a rákövetkezõ két kiömlõkamrában egy-egy további azonos nagyságú nyomásnövekedés lép fel úgy, hogy egy ilyen jellegû négyfokozatú szivattyú négyszer nagyobb nyomásnövekedést idéz elõ, mint egy csupán egyetlen 20 járókerékkel rendelkezõ egyfokozatú 1 szivattyú. Egy ilyen jellegû többfokozatú szivattyú hidraulikus gépként több nyomásnövelõ fokozattal látható el úgy, hogy ezzel az alkalmazott fordulatszámtól függõen szinte tetszõleges nyomásnövekedés hozható létre. Egy ilyen jellegû többfokozatú szivattyú, mint hidraulikus gép radiális fokozatokkal is kialakítható. Ehhez több, eltérõ külsõ átmérõjû 20 járókereket kell koaxiálisan egymásban elrendezni és egy közös 9 hajtótengellyel forgásba hozni. Egy ilyen jellegû koaxiálisan felépített hidraulikus géppel nemcsak nagyon nagy nyomások állíthatók elõ, hanem a szárnyprofilok nagy hatásos felülete révén idõegység alatt nagy átfolyási térfogatok szállíthatók. A rajz 9. ábráján a találmány egy további különösen elõnyös kiviteli alakját tüntettük fel, amely egy hajtóturbinát mutat elõnyösen folyékony közeg számára. Ehhez egy egyfokozatú hengeres 2 forgórészt külsõ felületén elrendezett 3 szárnyprofilokkal és üregéhez vezetõ átjárónyílásokkal látunk el, ahol a 2 forgórész egy hengeres alakú 7 házban van elrendezve. A 7 ház egyik tengelyirányú végén beömlõnyílást és másik tengelyirányú végén 11 kiömlõnyílást tartalmaz, amely palacknyak alakúan van kiképezve. A 7 házban elrendezett 2 forgórészt egy 9 tengely hajtja meg a beömlõnyíláson keresztül, amelyen az elõnyösen folyékony közeg, például víz is bevezetésre kerül. A forgás révén a vizet a körülvevõ, 21 kiömlõkamrát alkotó házba szívjuk úgy, hogy abban túlnyomás keletkezik,

6 1 HU T2 2 amely az áramlástechnikailag szûk palacknyak alakú 11 kiömlõnyílásból a környezõ közegbe lép ki. A mindenkori hajtási fordulatszámtól és a 11 kiömlõnyílás keresztmetszetétõl függõen a víz meghatározott áramlási sebességgel jut a körülvevõ állóvízbe, miáltal turbinaszerû visszalökõ hatás keletkezik. Ily módon elõnyösen vízijármûvek hajthatók meg, vagy folyadékok nagy nyomással irányfüggõen juttathatók el azonos jellegû vagy más közegekbe. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Forgórész hidraulikus géphez, amely gáznemû vagy folyékony közegben forog és palástfelületei (4) legalább egyikén nyomáskülönbséget létrehozó legalább egy domború kiemelkedéssel (19) ellátott profillal (3) rendelkezik, ahol a domború kiemelkedés (19) szárnyprofilként (3) van kialakítva és a forgórész a közeg hozzávezetésére vagy elvezetésére legalább egy kamrával (12, 21) ál összeköttetésben, azzal jellemezve, hogy a forgórésznek (2) belül axiális ürege (6) van, és hogy a külsõ palástfelület (4) ürege (6) között a szárnyprofil (3) tartományában legalább egy átjárónyílás () van kiképezve. 2. Az 1. igénypont szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy egy állórészben (7) forgathatóan ágyazott legalább egy járókereket (20) és egy azzal elfordulásmentesen összekötött tengelyt (9) tartalmaz. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy a járókerék (20) lényegében hengeres alakú és belül hengeres ürege (6) van, ahol a szárnyprofil (3) vagy a külsõ palástfelületen (4), vagy a belsõ palástfelületen van elrendezve. 4. Az 1 3. igénypontok bármelyike szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy legalább egy szárnyprofil (3) axiálisan és tangenciálisan a járókerék (20) egyik palástfelületén (4) van elrendezve, ahol a szárnyprofilnak (3) legalább egy sugárirányú domború kiemelkedése (19) van, amely forgásiránnyal (18) szemben egy hosszan elnyúló lejtõs kifutási tartományba (24) megy át, amelynek távolsága a forgástengelyhez (26) külsõ palástfelület (4) esetén csökken és belsõ palástfelület esetén nõ, és annak végtartományán vagy végtartományában legalább egy, a belsõ üregbe (6) vezetõ átjárónyílás () van elrendezve.. Az 1 4. igénypontok bármelyike szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy a járókerék (20) fémbõl, mûanyagból, üvegszál erõsítésû kompozit anyagból vagy kerámiaanyagból áll. 6. Az 1. igénypontok bármelyike szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy a járókerék (20) lamellaszerûen van felépítve, és legalább egy szárnyprofillal (3) ellátott legalább egy lamellagyûrûbõl (13) és szárnyprofillal (3) ellátott legalább egy lamellaelem (14) elrendezésbõl áll, amelyek tengelyirányban egy vonalba esõen vannak egymással összekötve, ahol a lamellaelemek (14) tangenciálisan egymástól olyan távolságban húzódnak, hogy ezáltal legalább egy átjárónyílás () jön létre Az 1 6. igénypontok bármelyike szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy a domború kiemelkedés (19) elõre megadott sugarú részkör felületet ír le, amely forgásiránnyal (18) szemben a lejtõs kifutási tartományba (24) megy át, amely egyenes vonalban, enyhén domborúan vagy enyhén homorúan húzódik, és amelynek tartományában vagy annak végén van az átjárónyílás () elrendezve. 8. Az 1 7. igénypontok bármelyike szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy a lejtõs kifutási tartomány (24) enyhén homorúan van kiképezve és végén egy sugárirányban kifelé irányuló hegy (2) van leszakadási élként szpoilerszerûen elrendezve. 9. Az 1 8. igénypontok bármelyike szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy a járókerék (29) tengelyirányban többfokozatúan van kialakítva, ahol a forgástengely (26) mentén tengelyirányban egymás után több, egymástól távközzel elválasztott járókerékrész (20, 28) van elrendezve, melyek különálló járókerékként (20, 28) hatnak, ahol ezek azonban elfordulásmentesen vannak egymással vagy a tengellyel (9) összekötve.. Az 1 8. igénypontok bármelyike szerinti forgórész, azzal jellemezve, hogy a járókerék (20) sugárirányban többfokozatúan van kialakítva, ahol több eltérõ átmérõjû járókerék (20) van koaxiálisan egymásban és a forgástengelyre (26) szimmetrikusan elrendezve és egymással és/vagy a tengellyel (9) elfordulásmentesen összekötve. 11. Hidraulikus gép az 1. igénypontok bármelyike szerinti forgórésszel, azzal jellemezve, hogy állórészként olyan házzal (7) rendelkezik, amelyben a forgórész van ágyazva, amely vagy a forgórész (2) egy külsõ palástfelületével (4) és/vagy belsõ palástfelületével legalább egy kamrát (12, 21) képez, amelyben a forgás során a környezõ, körülvevõ gáznemû vagy folyékony közeghez képest nyomáskülönbség áll fenn. 12. A 11. igénypont szerinti hidraulikus gép, azzal jellemezve, hogy a ház (7) olyan kamraként (12, 21), amelybe a közeget vezetik, egy beömlõkamrát (12), valamint olyan kamraként, amelybõl a közeget elvezetik, egy kiömlõkamrát (21) alkot. 13. A 11. vagy 12. igénypont szerinti hidraulikus gép, azzal jellemezve, hogy legalább egy forgórészt (12) tartalmaz, amelynek külsõ palástfelületét (4) egy házrész (7) veszi körül és az ezzel a forgórészen (2) egy beömlõkamrát (12) vagy kiömlõkamrát (21) képez és legalább egy beömlõnyílással () és/vagy kiömlõnyílással (11) rendelkezik. 14. A 11. vagy 12. igénypont szerinti hidraulikus gép, azzal jellemezve. hogy legalább egy forgórészt (2) tartalmaz, amelynek belsõ üregét (6) legalább egy házrész (7) fedi le, és az üreggel (6) egy beömlõkamrát (12) vagy kiömlõkamrát (21) képez, és legalább egy beömlõnyílása () és/vagy kiömlõnyílása (11) van. 1. A igénypontok bármelyike szerinti hidraulikus gép, azzal jellemezve, hogy legalább egy beömlõkamrát (12) és egy kiömlõkamrát (21) tartalmaz, ahol mindegyik kamrának (12, 21) egy beömlõnyílása () vagy kiömlõnyílása (11) van. 6

7 1 HU T A igénypontok bármelyike szerinti hidraulikus gép, azzal jellemezve, hogy legalább egy, axiálisan többfokozatú járókerékkel (20, 28) rendelkezõ forgórészt (2) tartalmaz, és külsõ palástfelületeit (4) különálló házrész (7, 22) veszi körül, amely egy további járókerék résszel (28) rendelkezõ rákövetkezõ fokozathoz egy-egy beömlõnyílással rendelkezik, vagy egy beömlõnyílást () vagy kiömlõnyílást (11) tartalmaz. 17. A igénypontok bármelyike szerinti hidraulikus gép, azzal jellemezve, hogy legalább egy, radiálisan többfokozatú járókerékkel ellátott forgórészt (2) tartalmaz, amelyet közös házrész (7) vesz körül és/vagy amelynek üregeit (6) legalább egy házrész (7) takarja le, ahol legalább egy házrész (7) egy beömlõnyílással () vagy kiömlõnyílással (11) van ellátva. 18. A igénypontok bármelyike szerinti hidraulikus gép, azzal jellemezve, hogy hajtóturbinaként van kialakítva, és egy járókerékkel (20) ellátott legalább egy forgórészt (2) tartalmaz, amelyet egy hengeres házrész (7) vesz körül és a forgórészt (2) körülveszi, és egy axiális beömlõnyílást () tartalmaz gáznemû vagy folyékony közeg hozzávezetésére és egy tengely (9) bevezetésére, és amelynek szemben fekvõ tengelyirányú végén egy palacknyak alakú kiömlõnyílás (11) van kiképezve. 19. A igénypontok bármelyike szerinti hidraulikus gép, azzal jellemezve, hogy szivattyúként, kompresszorként, sûrítõként, turbinaként, turbógépként vagy nyomássemlegesítõként van kiképezve. 20. A igénypontok bármelyike szerinti hidraulikus gép, azzal jellemezve, hogy gáznemû vagy folyékony közeg segítségével forgás létrehozására van kialakítva, és legalább egy beömlõkamrát (12) tartalmaz a nagynyomású gáznemû vagy folyékony közeg iránymutató hozzávezetésére, amely úgy van kialakítva, hogy az áramlás iránya a forgathatóan ágyazott forgórész (2) domború kiemelkedésére (19) van irányítva. 7

8 HU T2 Int. Cl.: F04D 29/22 8

9 HU T2 Int. Cl.: F04D 29/22 9

10 HU T2 Int. Cl.: F04D 29/22

11 HU T2 Int. Cl.: F04D 29/22 11

12 Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest